<p>In Amperis sappiamo che la manutenzione predittiva è la base per aumentare la produttività. Per manutenzione predittiva si intende la tecnica che, basandosi sulla misura di diversi parametri, prevede il guasto futuro di un componente di una macchina, in modo che possa essere sostituito prima di guastarsi.</p>
Le tecniche di monitoraggio misurano questi parametri, che sono indicatori delle condizioni della macchina. Analizzando tali variabili e confrontandole con valori di riferimento si conosce il grado di degrado, poiché questi parametri mostrano una relazione prevedibile con il ciclo di vita dell'apparecchiatura, come avviene per la resistenza di isolamento.
In definitiva, la manutenzione predittiva mira a ottenere un'elevata qualità dell'energia mediante misure correttive adeguate, per garantire un funzionamento affidabile e prolungare la vita del trasformatore (l'obiettivo è evitare conseguenze negative come costi energetici eccessivi o fermi di produzione).
Con le apparecchiature Amperis è possibile monitorare il sistema di qualità dell'energia, individuare i problemi con precisione e prolungare la vita utile dei trasformatori, riducendone i tempi di fuori servizio; in sintesi: aumentando la produttività.
Prove diagnostiche sui trasformatori di potenza
Come è noto, durante la messa in servizio e il funzionamento è fondamentale che il trasformatore di potenza sia in buone condizioni. Diversi fattori incidono negativamente sull'aspettativa di vita di un trasformatore: invecchiamento, influenze termiche, meccaniche ed elettriche, ecc.
- Le prove dielettriche generali, che consentono di stabilire lo stato generale dell'isolamento delle apparecchiature ispezionate, sono:
- tan δ, che fornisce informazioni sullo stato dell'isolamento. Valori elevati di tan δ indicano che il dielettrico è deteriorato o in fase di processo degenerativo.
- Capacità (pF), che fornisce principalmente informazioni sulla configurazione geometrica del trasformatore.
- Corrente nel dielettrico.
- Potenza delle perdite nel dielettrico.
Le misure di capacità e di fattore di potenza (PF) o fattore di dissipazione (DF) si eseguono per determinare lo stato dei trasformatori e degli isolatori passanti.
Si tenga presente che il degrado dell'isolamento produce invecchiamento, elevata conduttività dell'olio o elevato contenuto di acqua. Questi fenomeni causano un aumento delle perdite. Il valore della potenza delle perdite riflette principalmente il grado di contaminazione superficiale e di umidità (un valore elevato di potenza indica una corrente resistiva elevata)
- Prove TIP-UP. Si eseguono sulla sezione isolante con fattore di potenza sospetto e consistono nel confrontare i risultati ottenuti nelle prove dielettriche generali eseguite a diversi livelli di tensione; ciò fornisce il livello di gravità o di criticità del degrado dell'isolamento (isolamento in cattive condizioni se si osservano valori di tan δ differenti tra la misura a 2 kV e la misura a 10 kV)
- Misure di isolamento interno sugli isolatori passanti. Gli isolatori passanti servono a isolare i conduttori che portano corrente in alta tensione attraverso un involucro messo a terra; vengono provati per verificare lo stato del loro isolamento (prove di tan δ, capacità, corrente, potenza delle perdite e prova tip-up) e rilevare così bassi livelli di liquido o di riempimento.
- Prova di eccitazione a tensione ridotta (10 kV). L'applicazione della tensione a ciascuno degli avvolgimenti del trasformatore separatamente consente di ottenere le letture della corrente di magnetizzazione e della potenza delle perdite in cortocircuito. È un elemento fondamentale per rilevare problemi nel trasformatore quali: guasti tra spire, nucleo allentato, lamierini di ferro in cortocircuito o variazioni delle caratteristiche. Rilevare questi danni o queste variazioni nella geometria del nucleo e degli avvolgimenti, così come le spire in cortocircuito e i terminali di scarsa qualità presenti già dalla costruzione, consente di ridurre le perdite nei trasformatori.
- Prova del rapporto di trasformazione del trasformatore (TTR). Si esegue per verificare il principio fondamentale di funzionamento di un trasformatore di potenza. Misurando il rapporto e l'angolo di fase da un avvolgimento all'altro è possibile rilevare circuiti aperti e spire in cortocircuito. Consente di rilevare piccoli difetti di isolamento negli avvolgimenti e nel commutatore di prese, di confermare il rapporto di targa e di rilevare cortocircuiti tra spire nelle bobine. Questa prova si esegue in fabbrica durante le prove di accettazione e in modo periodico quando il trasformatore è in servizio. È importante sottolineare che i risultati si confrontano con i valori della targa dei dati caratteristici e che i valori misurati non devono discostarsi di più dello 0,5 % dal rapporto nominale tra fasi (in conformità alle norme IEC 60076-1 e IEEE C57.152)
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- Prove di resistenza degli avvolgimenti. Come per la prova TTR, la diagnosi si effettua confrontando le misure (in questo caso le 3 fasi di ciascun avvolgimento, con un misuratore di resistenza) con i dati del costruttore. Con questa prova si rilevano guasti nelle connessioni, punti caldi nell'avvolgimento, cortocircuiti tra spire e difetti nei commutatori di prese.
- Prove di resistenza di isolamento in corrente continua. È la misura per eccellenza per valutare lo stato di un isolamento; si esegue con un megaohmmetro, che riporta il valore della resistenza di isolamento e l'indice di polarizzazione (che indica la pulizia e il grado di essiccazione dell'isolamento).
- Prova di analisi della risposta in frequenza (FRA). Questa prova stabilisce l'impronta digitale del trasformatore. Studiando le curve risultanti e confrontandole con le curve di riferimento, consente di rilevare problemi meccanici o elettrici negli avvolgimenti, quali spostamenti degli avvolgimenti, deformazione dei componenti interni e difetti tra spire. È una delle prove elettriche più diffuse da quando è stata introdotta la norma IEC 60076-18. La SFRA è un metodo non invasivo. Consente di valutare in modo affidabile l'integrità del trasformatore di potenza senza applicare l'alta tensione.
- Prova di reattanza di dispersione. È una tecnica impiegata sui trasformatori esposti a forti sollecitazioni meccaniche dovute a carichi induttivi e consiste nel calcolare la reattanza di dispersione per confrontarla con l'impedenza di cortocircuito del trasformatore.
- Prova di resistenza dinamica sui commutatori di prese. Con questa prova si rilevano difetti nei contatti del commutatore di prese sotto carico. Il metodo di prova è semplice: si inietta una tensione costante nel trasformatore, registrando le variazioni di corrente che si producono quando si effettua un cambio di presa.
- Analisi degli oli. Nella valutazione dell'olio del trasformatore durante i lavori di manutenzione si eseguono analisi diverse, riconducibili a 3 gruppi.
a. Analisi fisico-chimiche, che informano sullo stato dell'olio e sui suoi possibili contaminanti. Le prove eseguite sono: tensione di rottura dielettrica, acidità (che determina il grado di invecchiamento dell'olio), contenuto di acqua (quantità di acqua in parti per milione contenuta in un olio isolante secondo UNE 21-384/92) e tangente dell'angolo di perdita (parametro con dipendenza esponenziale dalla temperatura, che informa sulla contaminazione da prodotti colloidali, sulla contaminazione da acqua non dissolta e sulla contaminazione da prodotti polari)
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b. Analisi cromatografica dei gas: prove che consentono di diagnosticare difetti termici del trasformatore, archi, scariche parziali, ecc. Mediante la degasificazione dell'olio e l'analisi cromatografica si determina il contenuto qualitativo e quantitativo dei gas.
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c. Analisi dei composti furanici, per valutare con metodi indiretti lo stato della carta.
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